Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T19:06:36Z No. of bitstreams: 1 LADY LAYANA MARTINS CUSTÓDIO – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 2210710 bytes, checksum: 55d1c243d2dffba97fddd5fcb1e2b54b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:06:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LADY LAYANA MARTINS CUSTÓDIO – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 2210710 bytes, checksum: 55d1c243d2dffba97fddd5fcb1e2b54b (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Capes / Buscou-se avaliar neste trabalho as precipitações da EC e da PEC do LNEB e Roraima, bem como a relação entre esta variável nas duas áreas de estudo objetivando entender melhor os sistemas precipitantes que causam a EC, que, em geral, ocorre no trimestre abril, maio e junho, portanto, fora do período de monções na AS. Bem como verificar a relação da precipitação do LNEB e Roraima com a TSM do Pacífico Equatorial e Atlântico Tropical. Para tanto, utilizou-se de dados diários de precipitação de 1979 a 2013, provenientes do CFSR do NCEP, além dos dados do projeto Era-Interim do ECMWF de mesmo período e por fim, dados mensais oceânicos das regiões do El Niño e dos setores do Atlântico no período de 1982 a 2013. A princípio, calculou-se os ciclos pêntadais da precipitação, no qual, analisou-se as séries temporais das áreas de estudo e padrões atmosféricos associados. Usou-se o método hierárquico aglomerativo de Ward para classificar as regiões homogêneas de precipitação de ambas as áreas de estudo. A relação entre a TSM e a precipitação do LNEB e em Roraima e entre as precipitações destas áreas foi estimada pelo coeficiente de correlação de Pearson. Os resultados obtidos mostraram três grupos homogêneos de precipitação em Roraima e dois no LNEB. Em média a EC para as áreas de estudo tem início na pêntada 17 e final na pêntada 40. A PEC para LNEB e Roraima mostrou-se inconsistentes, pois dos cinco grupos de precipitação, em quatro, o número de ocorrências de PEC foram abaixo da metade da série histórica. As altas pressões ao nível do mar dos setores do Atlântico exercem função fundamental na contribuição da EC do LNEB e Roraima. Também se verificou que o ENOS tem papel relevante nas variabilidades interanuais da precipitação do LNEB e de Roraima, tanto nos totais anuais como nos da EC. As chuvas em Roraima apresentam correlação estatisticamente significativa com a TSM do norte do Atlântico, e as da região do Agreste do LNEB com a TSM do Atlântico Sul. Observou-se que as variabilidades interanuais dos totais anuais e sazonais de precipitação de Roraima e LNEB estão em fase, ou seja, em geral, os anos chuvosos em Roraima são os mesmos do LNEB, assim como os secos. As conclusões mais relevantes foram: a EC em Roraima possui regime tipo monções de surgimento brusco e término lento, enquanto a do LNEB apresenta transição gradual, configurando um regime diferente dos de monções; os sistemas meteorológicos produtores de precipitação nas duas regiões são diferentes, porém atuam na mesma época do ano; a marcha anual dos totais pentadais de precipitação ao longo do ano são as mesmas e são influenciados pelo ENOS e pela intensidade e posição das altas pressões do Atlântico resultando em variabilidades interanuais da precipitação em fase nas duas regiões. / The aim of this study was to evaluate the precipitations of the RS and PRS of the ENEB and Roraima, in addition to the relation between this variable in the two study areas for the sake of getting a better understanding of the precipitating systems that cause RS, which generally occurs in the quarter of April, May and June, thus outside the monsoon period in SA. Additionally the study aimed to verify the relation of the precipitation of the ENEB and Roraima with the SST of the Equatorial Pacific and Tropical Atlantic. In order to do so, daily precipitation data from 1979 to 2013 from the NCEP CFSR were used, apart from Era-Interim data from the ECMWF project of the same period and, finally, monthly ocean data from the El Niño regions and the Atlantic sectors from 1982 to 2013. At first, the 5-days cycles of the precipitation were calculated, in which the time series of study areas and the atmospheric patterns associated were analyzed. Ward's agglomerative hierarchical clustering method was used to classify the homogeneous precipitation regions of both study areas. The link between the SST and precipitation in ENEB and Roraima and between precipitations in these areas was estimated by the Pearson correlation coefficient. The results obtained showed three homogeneous groups of precipitation in Roraima and two in the ENEB. On average, the RS for the study areas starts at the 17 pentad and at the end at the 40 pentad. The PRS for ENEB and Roraima appeared to inconsistent, because among the five precipitation groups, four of them presented a number of PRS occurrences below half of the historical series. The high sea-level pressure of the Atlantic sectors play a fundamental role contributing to the ENEB and Roraima RS. It was also verified that the ENSO has a relevant role in the interannual variability of the ENEB and Roraima precipitation, both in the annual totals and in the RS. The rainfall in Roraima shows a statistically significant correlation with the SST of the North Atlantic, and those of the Agreste region of the ENEB with the SST of the South Atlantic. We observed that the interannual variabilities of the annual and seasonal precipitation totals of Roraima and ENEB are in-phase, that is, in general, the rainy years in Roraima are the same as in the ENEB, in addition to the dry ones. The most relevant conclusions were: the RS in Roraima has a monsoon type regime with abrupt onset and slow ending, while the ENEB has a gradual transition, forming a regime different from that of the monsoons; the meteorological systems producing precipitation in the two regions are different, however acting at the same time of year; the annual marching of the pentad totals of precipitation throughout the year are the same and are influenced by the ENSO and the intensity and position of the high pressure of the Atlantic, resulting in interannual variabilities of the precipitation in phase in the two regions.

Ecossistemas campestres encontram-se fortemente impactados por conversão de hábitat e por espécies exóticas invasoras. É necessário restaurar os ecossistemas campestres ao redor do globo. Entretanto, para os ecossistemas campestres brasileiros há poucas experiências de restauração e precisamos testar a viabilidade de técnicas normalmente empregadas em outros lugares. O objetivo deste estudo foi testar diferentes combinações de técnicas para restauração de campos invadidos por Urochloa decumbens nos Campos Sulinos, sul do Brasil. Combinaram-se duas técnicas de controle da espécie invasora (aplicação de herbicida e remoção superficial de solo) e duas técnicas de introdução de espécies nativas (transposição de feno e semeadura direta). Foram estabelecidos oito blocos em um experimento bifatorial no Morro Santana, Porto Alegre, combinando dois fatores e cada um com três tratamentos (duas técnicas mais o controle). A cobertura de vários grupos de espécies, riqueza de espécies e composição de espécies foram avaliadas por análises de variância, e então também por análise de coordenadas principais. Adicionalmente, a relação entre a cobertura da invasora e das espécies nativas foi investigada. As técnicas de controle da invasora mostraram-se eficientes tanto na redução da cobertura da espécie, como em permitir a entrada de espécies nativas na comunidade. Comparando as duas técnicas, aplicação de herbicida pareceu ser melhor do que a remoção superficial de solo, pois parcelas que tiveram a aplicação tiveram menor cobertura da invasora e maior riqueza de espécies. Já as técnicas de introdução de espécies mostraram-se insuficientes para adicionar espécies nativas na comunidade para competir com U. decumbens. Padrões de composição de espécies diferiram entre os tratamentos. Técnicas de controle do invasor diferiram grandemente do seu controle, que foi dominado por U. decumbens. Uma clara relação existe entre a cobertura da invasora e a presença e cobertura de espécies nativas. Então o controle da espécie invasora é fundamental para uma maior recuperação da vegetação. Entretanto, os resultados aqui apresentados correspondem a apenas oito meses após a finalização da implementação do experimento, e ações futuras de manejo na área deverão combinar novamente o controle da invasora com introdução de espécies nativas. / Grasslands ecosystems are strongly impacted by land use and invasive species. It is necessary restore these ecosystems around the world. However, there are few experiences with ecological restoration for the Brazilian grasslands and we need to test the viability of techniques normally used in others grasslands ecosystems. The aim of this study was to test different combinations of techniques to the ecological restoration of grasslands invaded by Urochloa decumbens in Campos, Southern Brazil. We combine two techniques to control the invasive species (herbicide application and topsoil removal) and two techniques to introduce native species (hay transfer and direct sowing). We established nine blocks in a bi-factorial experiment on Morro Santana, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, combining two factors and each one with three treatments (two techniques plus the control). The coverage of various groups of species, species richness, and species composition were evaluated by variance analyses, and the later also by a principal ordination analysis. Additionally, the relation between invader coverage and native species was investigated. Both techniques to control invasive species have shown to be efficient to reduce the coverage of the invasive species, as well as to allow the arrival of native species. Specifically comparing them, the herbicide application seems to be a better treatment than the topsoil removal, once plots with herbicide had lower invasive species coverage and higher species richness. However, the species introduction techniques failed efficiently to add native species to the community composition and to compete with U. decumbens. Species composition patterns differed among the treatments. The invader control techniques greatly differed from their control, which was dominated by U. decumbens. A clear relationship exists between the invader coverage and the presence and coverage of native species. Thus, the control of the invasive species is fundamental to further vegetation recovery. Nevertheless, results here presented correspond to just eight months from the experiment implantation and future monitoring and management actions on the area should combine once more the control of the invasive species and the introduction of native species.

Entender padrões de diversidade e composição de espécies ao longo de múltiplas escalas espaciais constitui um dos principais objetivos em ecologia e biogeografia. A relativa importância dos mecanismos responsáveis por estruturar as comunidades de plantas e como eles interagem para influenciar estes padrões têm sido foco de intensos debates. No presente estudo, foram utilizados dados do Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina a fim de investigar os padrões de diversidade de espécies de árvores e suas relações com a heterogeneidade ambiental sob uma das perspectivas oriundas da teoria de metacomunidades, conhecida como “sorteio de espécies”. A predição chave deste ponto de vista é a de que a composição de espécies varia em resposta a diferenças nas condições ambientais entre manchas de hábitat. O presente estudo é focado nessa predição e objetivou entender como processos relacionados a filtros ambientais interagem direta e indiretamente sobre os padrões de diversidade em uma área de 95000 km 2 (dados de 432 unidades amostrais). Foi utilizada modelagem de equações estruturais (PLS Path Modeling), a fim de investigar os efeitos interativos da topografia, clima, balanço de água e energia e geometria das manchas de floresta sobre os padrões de alfa (α) e beta (β) diversidade de uma metacomunidade de floresta atlântica no sul do Brasil. Fatores relacionados a filtros ambientais mostraram substanciais efeitos sobre a diversidade alfa e beta. A quantidade total da variação na beta diversidade explicada pela filtragem de hábitat foi alta (64%), corroborando a predição testada no nível de metacomunidades. Os fatores mais importantes para explicar a diversidade beta foram: extremos climáticos, balanço de água e energia e alfa diversidade, enquanto tamanho da mancha e balanço de água e energia foram os fatores chaves para a alfa diversidade. O teste de Mantel parcial mostrou que os efeitos ambientais ocorrem amplamente independente de efeitos espaciais, reforçando a predição testada. O estudo provê forte suporte empírico para a predição de que a beta diversidade reflete primariamente processos determinísticos associados com o nicho das espécies e suas respostas às condições ambientais na escala espacial considerada. / Understanding patterns of species diversity and composition across multiple scales is one of the main purpose in ecology and biogeography. The relative importance of the mechanisms that structure plant communities and how they interact to influence these patterns remains a topic of hot debate. In the present study, we use data from the Forest Inventory of Santa Catarina to investigate the patterns of species diversity of subtropical Atlantic forests and its relationships with environmental heterogeneity on a metacommunity perspective (species-sorting). The key prediction of this viewpoint is that community composition varies in response to differences in environmental conditions among habitat patches. Our study focused on this perspective, aiming to understand how environmental filtering processes interact directly and indirectly on diversity patterns in an area of 95000 km 2 (data from 432 forest plots). We employed structural equation modeling (PLS Path Modeling) to disentangle the interactive effects of topography, climate, water-energy balance, and geometry of forest patches upon the alpha and beta diversity of a subtropical forest metacommunity in southern Brazil. Factors related to environmental filtering showed substantial effects upon tree alpha and beta diversity. The total amount of variation in beta diversity explained by environmental filtering was high (64%) and was even more when together with alpha diversity (73%), corroborating the prediction of species-sorting model at the metacommunity level. Climatic extremes, water-energy balance and alpha diversity were the key determinants of beta diversity and patch size and water- energy balance the key determinants of alpha diversity in the South Brazilian Atlantic forests. Partial mantel test showed that environmental effects occurred largely independent of spatial effects, reinforcing the tested prediction. Our study provides strong empirical support for the prediction that beta diversity primarily reflects deterministic factors associated with species niches and their responses to environmental conditions in the studied spatial scale.

Ecossistemas campestres encontram-se fortemente impactados por conversão de hábitat e por espécies exóticas invasoras. É necessário restaurar os ecossistemas campestres ao redor do globo. Entretanto, para os ecossistemas campestres brasileiros há poucas experiências de restauração e precisamos testar a viabilidade de técnicas normalmente empregadas em outros lugares. O objetivo deste estudo foi testar diferentes combinações de técnicas para restauração de campos invadidos por Urochloa decumbens nos Campos Sulinos, sul do Brasil. Combinaram-se duas técnicas de controle da espécie invasora (aplicação de herbicida e remoção superficial de solo) e duas técnicas de introdução de espécies nativas (transposição de feno e semeadura direta). Foram estabelecidos oito blocos em um experimento bifatorial no Morro Santana, Porto Alegre, combinando dois fatores e cada um com três tratamentos (duas técnicas mais o controle). A cobertura de vários grupos de espécies, riqueza de espécies e composição de espécies foram avaliadas por análises de variância, e então também por análise de coordenadas principais. Adicionalmente, a relação entre a cobertura da invasora e das espécies nativas foi investigada. As técnicas de controle da invasora mostraram-se eficientes tanto na redução da cobertura da espécie, como em permitir a entrada de espécies nativas na comunidade. Comparando as duas técnicas, aplicação de herbicida pareceu ser melhor do que a remoção superficial de solo, pois parcelas que tiveram a aplicação tiveram menor cobertura da invasora e maior riqueza de espécies. Já as técnicas de introdução de espécies mostraram-se insuficientes para adicionar espécies nativas na comunidade para competir com U. decumbens. Padrões de composição de espécies diferiram entre os tratamentos. Técnicas de controle do invasor diferiram grandemente do seu controle, que foi dominado por U. decumbens. Uma clara relação existe entre a cobertura da invasora e a presença e cobertura de espécies nativas. Então o controle da espécie invasora é fundamental para uma maior recuperação da vegetação. Entretanto, os resultados aqui apresentados correspondem a apenas oito meses após a finalização da implementação do experimento, e ações futuras de manejo na área deverão combinar novamente o controle da invasora com introdução de espécies nativas. / Grasslands ecosystems are strongly impacted by land use and invasive species. It is necessary restore these ecosystems around the world. However, there are few experiences with ecological restoration for the Brazilian grasslands and we need to test the viability of techniques normally used in others grasslands ecosystems. The aim of this study was to test different combinations of techniques to the ecological restoration of grasslands invaded by Urochloa decumbens in Campos, Southern Brazil. We combine two techniques to control the invasive species (herbicide application and topsoil removal) and two techniques to introduce native species (hay transfer and direct sowing). We established nine blocks in a bi-factorial experiment on Morro Santana, Porto Alegre, Rio Grande do Sul, combining two factors and each one with three treatments (two techniques plus the control). The coverage of various groups of species, species richness, and species composition were evaluated by variance analyses, and the later also by a principal ordination analysis. Additionally, the relation between invader coverage and native species was investigated. Both techniques to control invasive species have shown to be efficient to reduce the coverage of the invasive species, as well as to allow the arrival of native species. Specifically comparing them, the herbicide application seems to be a better treatment than the topsoil removal, once plots with herbicide had lower invasive species coverage and higher species richness. However, the species introduction techniques failed efficiently to add native species to the community composition and to compete with U. decumbens. Species composition patterns differed among the treatments. The invader control techniques greatly differed from their control, which was dominated by U. decumbens. A clear relationship exists between the invader coverage and the presence and coverage of native species. Thus, the control of the invasive species is fundamental to further vegetation recovery. Nevertheless, results here presented correspond to just eight months from the experiment implantation and future monitoring and management actions on the area should combine once more the control of the invasive species and the introduction of native species.

Entender padrões de diversidade e composição de espécies ao longo de múltiplas escalas espaciais constitui um dos principais objetivos em ecologia e biogeografia. A relativa importância dos mecanismos responsáveis por estruturar as comunidades de plantas e como eles interagem para influenciar estes padrões têm sido foco de intensos debates. No presente estudo, foram utilizados dados do Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina a fim de investigar os padrões de diversidade de espécies de árvores e suas relações com a heterogeneidade ambiental sob uma das perspectivas oriundas da teoria de metacomunidades, conhecida como “sorteio de espécies”. A predição chave deste ponto de vista é a de que a composição de espécies varia em resposta a diferenças nas condições ambientais entre manchas de hábitat. O presente estudo é focado nessa predição e objetivou entender como processos relacionados a filtros ambientais interagem direta e indiretamente sobre os padrões de diversidade em uma área de 95000 km 2 (dados de 432 unidades amostrais). Foi utilizada modelagem de equações estruturais (PLS Path Modeling), a fim de investigar os efeitos interativos da topografia, clima, balanço de água e energia e geometria das manchas de floresta sobre os padrões de alfa (α) e beta (β) diversidade de uma metacomunidade de floresta atlântica no sul do Brasil. Fatores relacionados a filtros ambientais mostraram substanciais efeitos sobre a diversidade alfa e beta. A quantidade total da variação na beta diversidade explicada pela filtragem de hábitat foi alta (64%), corroborando a predição testada no nível de metacomunidades. Os fatores mais importantes para explicar a diversidade beta foram: extremos climáticos, balanço de água e energia e alfa diversidade, enquanto tamanho da mancha e balanço de água e energia foram os fatores chaves para a alfa diversidade. O teste de Mantel parcial mostrou que os efeitos ambientais ocorrem amplamente independente de efeitos espaciais, reforçando a predição testada. O estudo provê forte suporte empírico para a predição de que a beta diversidade reflete primariamente processos determinísticos associados com o nicho das espécies e suas respostas às condições ambientais na escala espacial considerada. / Understanding patterns of species diversity and composition across multiple scales is one of the main purpose in ecology and biogeography. The relative importance of the mechanisms that structure plant communities and how they interact to influence these patterns remains a topic of hot debate. In the present study, we use data from the Forest Inventory of Santa Catarina to investigate the patterns of species diversity of subtropical Atlantic forests and its relationships with environmental heterogeneity on a metacommunity perspective (species-sorting). The key prediction of this viewpoint is that community composition varies in response to differences in environmental conditions among habitat patches. Our study focused on this perspective, aiming to understand how environmental filtering processes interact directly and indirectly on diversity patterns in an area of 95000 km 2 (data from 432 forest plots). We employed structural equation modeling (PLS Path Modeling) to disentangle the interactive effects of topography, climate, water-energy balance, and geometry of forest patches upon the alpha and beta diversity of a subtropical forest metacommunity in southern Brazil. Factors related to environmental filtering showed substantial effects upon tree alpha and beta diversity. The total amount of variation in beta diversity explained by environmental filtering was high (64%) and was even more when together with alpha diversity (73%), corroborating the prediction of species-sorting model at the metacommunity level. Climatic extremes, water-energy balance and alpha diversity were the key determinants of beta diversity and patch size and water- energy balance the key determinants of alpha diversity in the South Brazilian Atlantic forests. Partial mantel test showed that environmental effects occurred largely independent of spatial effects, reinforcing the tested prediction. Our study provides strong empirical support for the prediction that beta diversity primarily reflects deterministic factors associated with species niches and their responses to environmental conditions in the studied spatial scale.

Entender padrões de diversidade e composição de espécies ao longo de múltiplas escalas espaciais constitui um dos principais objetivos em ecologia e biogeografia. A relativa importância dos mecanismos responsáveis por estruturar as comunidades de plantas e como eles interagem para influenciar estes padrões têm sido foco de intensos debates. No presente estudo, foram utilizados dados do Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina a fim de investigar os padrões de diversidade de espécies de árvores e suas relações com a heterogeneidade ambiental sob uma das perspectivas oriundas da teoria de metacomunidades, conhecida como “sorteio de espécies”. A predição chave deste ponto de vista é a de que a composição de espécies varia em resposta a diferenças nas condições ambientais entre manchas de hábitat. O presente estudo é focado nessa predição e objetivou entender como processos relacionados a filtros ambientais interagem direta e indiretamente sobre os padrões de diversidade em uma área de 95000 km 2 (dados de 432 unidades amostrais). Foi utilizada modelagem de equações estruturais (PLS Path Modeling), a fim de investigar os efeitos interativos da topografia, clima, balanço de água e energia e geometria das manchas de floresta sobre os padrões de alfa (α) e beta (β) diversidade de uma metacomunidade de floresta atlântica no sul do Brasil. Fatores relacionados a filtros ambientais mostraram substanciais efeitos sobre a diversidade alfa e beta. A quantidade total da variação na beta diversidade explicada pela filtragem de hábitat foi alta (64%), corroborando a predição testada no nível de metacomunidades. Os fatores mais importantes para explicar a diversidade beta foram: extremos climáticos, balanço de água e energia e alfa diversidade, enquanto tamanho da mancha e balanço de água e energia foram os fatores chaves para a alfa diversidade. O teste de Mantel parcial mostrou que os efeitos ambientais ocorrem amplamente independente de efeitos espaciais, reforçando a predição testada. O estudo provê forte suporte empírico para a predição de que a beta diversidade reflete primariamente processos determinísticos associados com o nicho das espécies e suas respostas às condições ambientais na escala espacial considerada. / Understanding patterns of species diversity and composition across multiple scales is one of the main purpose in ecology and biogeography. The relative importance of the mechanisms that structure plant communities and how they interact to influence these patterns remains a topic of hot debate. In the present study, we use data from the Forest Inventory of Santa Catarina to investigate the patterns of species diversity of subtropical Atlantic forests and its relationships with environmental heterogeneity on a metacommunity perspective (species-sorting). The key prediction of this viewpoint is that community composition varies in response to differences in environmental conditions among habitat patches. Our study focused on this perspective, aiming to understand how environmental filtering processes interact directly and indirectly on diversity patterns in an area of 95000 km 2 (data from 432 forest plots). We employed structural equation modeling (PLS Path Modeling) to disentangle the interactive effects of topography, climate, water-energy balance, and geometry of forest patches upon the alpha and beta diversity of a subtropical forest metacommunity in southern Brazil. Factors related to environmental filtering showed substantial effects upon tree alpha and beta diversity. The total amount of variation in beta diversity explained by environmental filtering was high (64%) and was even more when together with alpha diversity (73%), corroborating the prediction of species-sorting model at the metacommunity level. Climatic extremes, water-energy balance and alpha diversity were the key determinants of beta diversity and patch size and water- energy balance the key determinants of alpha diversity in the South Brazilian Atlantic forests. Partial mantel test showed that environmental effects occurred largely independent of spatial effects, reinforcing the tested prediction. Our study provides strong empirical support for the prediction that beta diversity primarily reflects deterministic factors associated with species niches and their responses to environmental conditions in the studied spatial scale.

La fixation de N2, ou diazotrophie, est un processus biogéochimique majeur en raison de son apport en azote nouveau dans la couche de surface de l’océan. Cependant ses facteurs de contrôle restent mal connus. Le fer, dont les concentrations de surface sont faibles, est un élément potentiellement limitant de la fixation de N2 du fait du contenu en fer important de la nitrogénase. En raison de leur découverte récente, peu d’études ont été menées sur les cyanobactéries diazotrophes unicellulaires (UCYN) pouvant être responsables de ~50% de la fixation de N2 à l’échelle globale. Des expériences en culture ont permis de caractériser et quantifier pour la première fois la réponse d’une UCYN, Crocosphaera watsonii, face à la limitation en fer. En condition de limitation en fer, il a été observé une réduction de la croissance et des taux de fixation de N2 ainsi qu’une stratégie d’adaptation des cellules avec une diminution de leur volume. La stimulation de la croissance et de l’activité de C. watsonii cultivées en condition de limitation en fer suite à l’ajout d’une pluie saharienne artificielle a permis de mettre en évidence qu’une partie au moins du fer issu de poussières désertiques est biodisponible. En Atlantique subtropical Nord, où nous avons déterminé une forte contribution de la fixation de N2 à la production nouvelle, nous avons observé une limitation de la fixation de N2 et de la production primaire principalement par les phosphates et mis en évidence le rôle des métaux traces dans le contrôle de la fixation de N2. Un ajout de pluie saharienne a permis de stimuler systématiquement la fixation de N2 et la production primaire. / Despite the biogeochemical importance of N2 fixation, which represents the largest source of newly-Fixed nitrogen to the open ocean, some uncertainties remain about its controlling factors. Iron (Fe) is widely suspected as a key controlling factor due to the high Fe content of the nitrogenase complex and to its low concentration in oceanic surface seawaters. N2 fixation rates associated with unicellular N2 fixing cyanobacteria (UCYN) were estimated to be ~50% of the total N2 fixation at global scale, but as they have been recently discovered few studies have been conducted on these organisms. We performed culture experiments in order to quantify for the first time the response of an UCYN, Crocosphaera watsonii, to Fe limitation. Reduction of ambient Fe concentration led to significant decreases in growth rate and N2 fixation rates per cell and we observed an adaptive strategy to Fe limitation with a cell volume reduction. Then, the enhancement of growth and activity of C. watsonii under Fe limitation condition after artificial Saharan rain addition highlighted that at least a part of the Fe released by the dust is bioavailable. In subtropical North Atlantic, an important contribution of N2 fixation to new production was observed and we showed that primary production and N2 fixation were globally P-Limited. We revealed that trace metals play a key role in controlling N2 fixation in this area. Saharan rain addition stimulated N2 fixation, presumably by supplying these nutrients. All these results contribute to our knowledge of the control of oceanic N2 fixation and provide new insight about interactions between Fe, nitrogen and carbon biogeochemical cycles.

Five subtropical perennial grass species, Cenchrus ciliaris, a Cynodon hybrid, Digitaria eriantha subsp. eriantha, Panicum maximum and Pennisetum clandestinum, were subjected to four levels of water availability in a small plot trial under a rainshelter during the summer growing seasons of 1996/97 and 1997/98. This work was carried out on the Hatfield Experimental Farm of the University of Pretoria, Pretoria, South Africa. The average yields for the tufted species (C. ciliaris, D. eriantha and P. maximum) were lower in the 1997/98 than the 1996/97 season. C. ciliaris, however, produced the highest average yields in both seasons. The average yields of the Cynodon hybrid and P. clandestinum (creeping grasses) reacted differently, in that the average yields were higher in the 1997/98 than 1996/97 season. The dry matter yields of all five grass species at slight water deficits, were not significantly different from yields under conditions of no water shortages, when the soil profile was brought to field capacity at the beginning of the growing season. The implication hereof is, that dry matter yields can be maintained, in conditions where slight water deficits occur, if there is some water stored in the soil profile. C. ciliaris, a notable drought tolerant species, produced yields (11.7-20.0 t ha-1) under non-control conditions (W1, W2 and W3) which were comparable to yields obtained from traditionally irrigated grasses such as the Cynodon hybrid (12.0-15.8 t ha-1) and P. clandestinum (5.6-11.8 t ha-1), under control conditions (W4). P.clandestinum, D. eriantha and P. maximum tended to be better adapted to wetter conditions, while the Cynodon hybrid was also able to produce good yields under both water limiting and non-limiting conditions. Water use efficiency, regardless of the grass species, tended to be better under non-control conditions. Grasses were thus able to produce more dry matter per unit of water under conditions where water became scarce. In vitro dry matter digestibility was not negatively affected by water scarcity, while crude protein content more often than not seemed to be better under control conditions. This could be due to the uptake meganism of nutrients, in which water plays a vital role. The number of stoma per unit area was more under control than water limiting conditions. The expression of the different structures on the leaf surfaces, were not altered by the level of water availability. In the absence of water shortages, the growth rates of C. ciliaris, D. eriantha and P.maximum, were almost twice those of the Cynodon hybrid and P. clandestinum, as measured at the end of two growth cycles in an irrigated field trial. In a pot trial, under glasshouse conditions, with C. ciliaris, the Cynodon hybrid and P.clandestinum, both the level of water availability, and the level of nitrogen were varied. Regardless of species and level of nitrogen, water was still used more efficiently under non-control conditions. Higher levels of nitrogen did, however, improve water use efficiency regardless of level of water available. As with higher levels of available water, higher levels of nitrogen also improved yields. In this trial, the Cynodon hybrid and C. ciliarisalso out-yielded P. clandestinum.<,/p> In summary it can be said that C. ciliaris and the Cynodon hybrid are adapted to warm growing conditions in producing high yields regardless of the level of water available. D. eriantha, P. maximum and P. clandestinum would produce better in such growing conditions if water was not as limiting. Regardless of the species, the plants were able to use water more efficiently under non-control conditions, while in Vitro digestibility was not negatively affected by water limiting conditions. Due to the uptake mechanism of nutrients, water limiting conditions may, however, decrease the crude protein content of the grass plants. Higher levels of nitrogen had a positive impact on dry matter yields and water use efficiency. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2005. / Plant Production and Soil Science / unrestricted

Utilizou-se o modelo hidrológico TOPMODEL, baseado em aspectos físicos e topográficos, em uma das três microbacias do Laboratório de Hidrologia Florestal Eng. Agr. Walter Emmerich, do Instituto Florestal/SP. O laboratório localiza-se na Serra do Mar, junto às cabeceiras do rio Paraibuna, um dos formadores do rio Paraíba do Sul. O modelo usa um índice topográfico que indica as áreas de contribuição para o deflúvio da microbacia e permite simular a vazão e analisar o comportamento hidrológico da microbacia. A primeira parte do trabalho buscou determinar os valores iniciais dos parâmetros de calibração, testar a validade das premissas do modelo, e, principalmente, compreender melhor o funcionamento hidrológico da bacia D. Os resultados indicam uma eficiência maior para as simulações de eventos isolados do que para as de períodos longos. A simulação do comportamento hidrológico em função do corte raso mostrou uma diminuição do tempo de pico e um aumento significativo do volume de vazão simulado: de 17 a 44%, em comparação a bacia D coberta com floresta. Mostram, também, que de 7 a 93% do deflúvio é gerado a partir das áreas variáveis de afluência (A.V.A.). Recomenda-se que o corte raso seja evitado a qualquer custo. Caso seja necessário, as matas ciliares devem ser mantidas; onde elas não existem mais, devem ser recuperadas imediatamente. As áreas com agricultura ou pastagem devem utilizar as melhores técnicas de conservação do solo, de forma que as condições naturais de infiltração não sejam drasticamente alteradas. / A physically based semi-distributed model, TOPMODEL, has been applied to one catchment in Cunha, São Paulo, Brazil. The model uses a topographic index which highlights significant hydrological areas within the catchment. The model simulate streamflow and analyse the behaviour of the catchment. The first part of this paper concerns to the first values of calibration parameters, experiments the validity of the premisses of the model, and, mainly, tries to understand how does the hydrology of D catchment works. The results are more efficient on simulation of isolate events than on events of long period. The simulation of hydrology behaviour subject to clear-cutting has showed a diminution of the time of rise and a significant increase of streamflow simulated: from 17 to 44%, in comparaison to D forest catchment. They also show that from 7 to 93% of the streamflow is generated from saturated contributing areas (sources areas). It\'s advisable to avoid clear-cutting. If necessary, the riparian zone has to be preserved; and where they have been destroyed, they have to be recovered urgently. Agricultural lands or grasslands have to use the best management practices, in order to keep the natural conditions of infiltration.

Este estudo teve como objetivo principal avaliar a estrutura e dinâmica do fitoplâncton em diferentes escalas temporais e espaciais em ambientes límnicos, verificando o padrão de distribuição da comunidade, a estrutura funcional e as principais variáveis ambientais correlacionadas, inclusive, em períodos perturbação. O primeiro estudo foi realizado na Lagoa Mangueira, uma lagoa costeira rasa, situada no sul do Rio Grande do Sul, Brasil, e se avaliou como as diferentes abordagens funcionais (formas de vida, máxima dimensão linear, grupos funcionais sensu Reynolds, grupos morfo-funcionais sensu Salmaso e Padisák e os grupos funcionais baseados na morfologia sensu Kruk), são correlacionadas com a variabilidade ambiental ao longo do tempo (2001-2012), identificando o melhor conjunto de variáveis ambientais que explicam a dissimilaridade da comunidade fitoplanctônica. A análise da dissimilaridade indicou uma correlação significativa entre dados abióticos e abordagens funcionais (P = 0,001), relacionada, especialmente, as concentrações de sílica e transparência da água para todas as abordagens funcionais. A maior correlação com as variáveis abióticas foi observada para aos grupos funcionais baseados na morfologia, embora o conjunto ambiental selecionado pelos grupos funcionais sensu Reynolds ter parecido mais eficaz para descrever a variabilidade ambiental na Lagoa Mangueira ao longo do tempo, pois selecionou outras formas nutricionais. O segundo estudo foi realizado em 25 lagoas costeiras rasas situadas no Sistema do Rio Tramandaí, localizado no litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil, e o objetivo foi testar a ocorrência de um padrão de distribuição aninhado usando a composição de espécies fitoplanctônicas, grupos taxonômicos e grupos funcionais baseados na morfologia sensu Kruk, avaliando quais fatores ambientais e de paisagem estão correlacionados com o possível aninhamento. Foi testado, também, se as espécies aninhadas e idiossincráticas diferem em suas respostas aos gradientes geográficos e ambientais. Foi identificado um padrão de distribuição aninhada na composição de espécies, grupos taxonômicos e grupos funcionais baseados na morfologia relacionados à comunidade fitoplanctônica das lagoas estudadas. O aninhamento foi, especialmente, correlacionado com as variáveis ambientais indicativas de disponibilidade de recursos, como ortofosfato e nitrogênio total dissolvido. Além disso, espécies aninhadas e idiossincráticas responderam de forma diferente a distância geográfica, sugerindo uma limitação de dispersão. O terceiro estudo foi realizado no Lago Genebra, situado entre a França e Suíça, e se analisou o efeito de períodos com e sem tempestades sobre a estrutura (biomassa, riqueza, diversidade, espécies descritoras) e funcionalidade (grupos funcionais sensu Reynolds) da comunidade fitoplanctônica de um lago profundo temperado, verificando-se, ainda, quais as principais variáveis preditoras relacionadas. A biomassa do fitoplâncton variou significativamente entre os períodos de tempestade e sem tempestade, bem como diversidade, riqueza e profundidade da termoclina (p < 0,05). Em geral, as principais variáveis preditoras selecionadas foram precipitação, velocidade e direção do vento. E, embora possamos evidenciar períodos de tempestade, através da identificação de diferenças na profundidade da termoclina, biomassa, riqueza e diversidade do fitoplâncton, não podemos dizer com precisão que essas mudanças ocorreram devido a distúrbios físicos, aumento de fósforo ou ambos, devido aos fortes padrões dinâmicos sazonais do fitoplâncton, da distribuição vertical do fósforo e da luz no lago Genebra